فیلم آموزش عملی برق ساختمان
اسفند
19
1396

محاسبات تابلوهای برق

تابلوهای برق ،اولین بخش از توزیع انرژی الکتریکی در یک مجموعه می‌باشند. تابلوهای برق به دو گروه اصلی و فرعی تقسیم می‌شوند. همیشه برق اصلی از شبکه توزیع وارد تابلوی اصلی -Main Distribution Panel (MDP)- می‌شود و پس از عبور از تجهیزات اندازه گیری (کنتورها) میان سایر تابلوهای تغذیه تقسیم می‌گردد.

محاسبات تابلوهای برق

این مطلب از کتاب اصول مهندسی و طراحی برق ساختمان ، نوشته مهندس حسین مهربانی برای شما عزیزان در سایت قرار گرفته است. اگر در ادامه، سوالی در رابطه با این آموزش برای شما پیش آمد، می توانید سوال خود را در فرم پایین صفحه مطرح کنید. مهندس مهربانی هر شب به سوالات خوانندگان کتاب‌شان پاسخ می دهند.

 

به منظور به دست آوردن مشخصات فنی الکتریکی یک تابلو برق از قبیل تعداد خط، توان مصرفی و مقدار جریان فرعی و اصلی مراحل ذیل را اجرا می‌کنیم.

  1. برآورد تابلوی فرعی: تابلوی فرعی عبارت است از تمامی تابلوهایی که بعد از تابلوی اصلی قرار می‌گیرد. تعداد تابلوهای فرعی با توجه به تعداد مصارف مختلف از قبیل تعداد آپارتمان‌ها، موتورخانه، مشاعات، استخر، سالن ورزشی و … متغیر است. تابلوی فرعی شامل یک فیوز اصلی تک فاز یا سه فاز، چند فیوز فرعی تک فاز و سه فاز (مقدار جریان عبوری از این فیوزها همواره کمتر از مقدار جریان عبوری از فیوز اصلی می‌باشد.)، کلید حفاظت جان و … تشکیل شده است.

به منظور انتخاب فیدر(ها) فرعی، ابتدا باید مصارف کلیدها و پریزها مشخص شود، سپس خط بندی را انجام داد و در انتها مجموع توان هر خط را بدست آورد. باید توجه داشت که مصارف به دو نوع خانگی از قبیل روشنایی، یخچال و فریزر، سشوار، کامپیوتر، جارو برقی و سایر تجهیزات (کولر، فن کوئل و …) و مصارف صنعتی شامل همان مصارف خانگی و موتورها و پمپ‌ها و سایر تجهیزات می‌باشد.

همواره سعی می‌شود که در هنگام خط بندی مصارف مختلف را بین چند خط تقسیم می‌کنند، سپس توان مصرفی مصرف کنندها را بر روی هر خط به روش ذیل محاسبه می‌کنند.

1.1 -توان مصرفی کلیه روشنایی‌های روی یک خط با یکدیگر جمع می‌شود. مثلاً 2 عدد لامپ 100 وات، 4 عدد لامپ 60 وات، 5 عدد هالوژن 5 وات و 9 عدد لامپ 40 وات.

(1)     PLa=2×100w+ 4×60w+ 5×3w+ 9×40w =815w

 اما دقت شود از آنجایکه هیچ وقت تمامی لامپ‌ها به صورت همزمان با یکدیگر روشن نمی‌شود، عدد بدست آمده در یک ضریب به نام ضریب همزمانی ، ضرب می‌شود. ضریب همزمانی برای مصارف روشنایی خانگی 0.8 در نظر گرفته می‌شود. لذا توان مصرفی برای خط a خواهد بود:

PTLa=PLa×0.8=625w          (2)

1.2 -توان مصرفی کلیه پریزهایی که روی یک خط می‌باشد را مشخص کرده و برای بدست آوردن توان کلی آن خط، بزرگترین مصرف با 40% مجموع سایر مصارف جمع می‌شود. دقت شود توان‌های مصرفی هر دستگاه با توجه به اطلاعات داده شده توسط شرکت‌های سازنده مشخص می‌شود. مثلاً اگر قرار است از یک خط که 5 دستگاه مختلف با توان های، 2000 وات، 400 وات، 800 وات، 50 وات و 60 وات تغذیه شوند، توان کل آن خط بصورت زیر محاسبه می شود.

PTLa=2000+ 0.4 ×[400+800+50+2000+60]=3.324 Kw          (3)

 

با تقسیم عدد فوق بر تعداد پریزها می‌توان توان مصرفی توسط برای هر پریز را بدست آورد.

1.3 -همچنین مصارف سایر تجهیزات را نیز باید در نظر گرفت. البته باید توجه داشت که چون تجهیزات موتوری می‌باشند، ضریب قدرت -Power Factor- داده شده توسط شرکت سازنده نیز در محاسبات وارد می‌شود. در این مقاله ضریب قدرت 0.8 فرض می‌شود. حال که توان هر خط بدست آمد، می‌توان جریان گذرنده از هر فیوز را محاسبه نمود.

 

محاسبات تابلوهای برق در روش تکفاز

  1. روش تک فاز: سیستم تکفاز سیستمی است که دارای یک فاز و نول می‌باشد. در این روش اختلاف ولتاژ بین فاز و نول 220V می‌باشد. به منظور بدست آوردن جریان گذرنده از خط ( IL) از فرمول ذیل استفاده می‌شود.

جریان گذرنده از سیم تکفاز

در  رابطه (4)، P عبارت است از توان،  VL-n ولتاژ خط (220 ولت) و cosφ ضریب قدرت می‌باشد. برای مثال، برای مثال یاد شده در مورد روشنایی خواهیم داشت:

جریان عبوری از سیم های روشنایی و پریز برق

 

در رابطه (5)، n تعداد خطوط و PT توان کل می‌باشد. با توجه به دو جریان بدست آمده IL1 و IL2 می‌توان توان مجموع برای دو خط را بدست آورد.

PT=PTLa+PTLb=625+3324=3.949 Kw

توان بدست آمده نشان دهنده توان مصرفی تابلوی فرعی می‌باشد. حال باید جریان مورد نیاز برای کل تابلو را با استفاده از رابطه (4) بدست آورد.

جریان مصرفی کل تابلو برق

 

بد نیست که در ادامه این مبحث به مطلب هر سیم ظرفیت عبور چه مقدار جریان برق را دارد هم سری بزنید.

 

محاسبات تابلوهای برق در برق سه فاز

  1. روش سه فاز: در سیستم سه فاز همانگونه که از نام گذاری آن پیداست، سه فاز مستقل وجود دارد. هر فاز با فاز دیگر اختلاف زاویه‌ای 120 درجه دارد. برای آنکه بتوان با هر یک از فازها کار کرد، هر یک از فازها با یک حرف انگلیسی نشان داده می‌شوند که به ترتیب عبارتند از: S ، R و T.

در طراحی و محاسبات شبکه توزیع، باید دقت شود که مجموع توان‌های روی هر خط معادل با دو خط دیگر باشد. برای انجام محاسبات توانی از دو روش می‌توان استفاده کرد که عبارتند از:

3.1 -پس از بدست آوردن توان هر خط، هر فیوز از همان ابتدا روی یکی از فازها قرار می‌گیرد. در این حالت جریان هر خط از رابطه (4) بدست می‌آید. و به کمک فرمول‌های 7، 8، 9 و 10 می‌توان جدول 1 را تهیه کرد.

محاسبه توان مصرفی برق سه فاز

برای مثال فرض می‌کنیم مجموع توان‌های هر خط بدست آمده و محاسبات جریان به شکل ذیل می‌باشد.

جریان گذرنده از برق سه فاز

3.2. در این روش مجموع توان‌ها را بدست آورده و سپس جریان هر خط از رابطه (11) محاسبه می‌گردد.

محاسبه جریان عبوری از برق سه فاز

که در رابطه (7)، VL-L برابر با 380 ولت در نظر گرفته می‌شود. حال مثال قبل را به صورت سه فاز از رابطه (11) حل می‌نماییم.

محاسبه جریان خط در برق سه فاز

حال با توجه به داشتن جریان خط، می‌توان فیوز را انتخاب کرد.

  1. انتخاب فیوزهای فرعی و اصلی: با توجه به داشتن جریان اصلی تابلوی فرعی، نزدیکترین فیوز به عنوان فیوز ورودی تابلو در نظر گرفته می‌شود. برای مثال فیوز انتخابی برای رابطه(6)، یک فیوز 25A تک فاز می‌باشد. با توجه به جریان بدست آمده، سایز کابل جهت تغذیه اصلی تابلوی فرعی 6×3(دو رشته جهت فاز و نول و یک رشته برای ارت) در نظر گرفته می‌شود.

اما باید توجه داشت که در هنگام کابل کشی، طول کابل با توجه به مقاومت رسانا(مس یا آلومینیوم) باعث افت ولتاژ می‌شود. بنابراین باید مقدار افت ولتاژ را نیز محاسبه نمود و با مقایسه مقدار افت ولتاژ و مقدار جریان ورودی، بیشترین عدد بدست آمده مشخص کننده سایز کابل یا سیم می‌باشد. با توجه به طول مسیر کابل کشی، اگر افت ولتاژ بیشتر از 5% باشد باید سایز کابل یا سیم یک شماره بالاتر در نظر گرفته شود. برای محاسبه مقدار افت ولتاژ از رابطه (12) استفاده می‌شود.

محاسبه مقدار افت ولتاژ

که در رابطه (12)، Δv: در صد افت ولتاژ، L: طول کابل، I: جریان بر حسب آمپر، S: سطح مقطع سیم و کابل بر حسب میلیمتر مربع، V : ولتاژ خطی بر حسب ولت، cosφ : ضریب قدرت و  χ: ضریب هدایت بر حسب m/(Ωmm^2) که برای سیم مسی 56 می‌باشد.

همچنین مقدار درصد افت ولتاژ در جریان متناوب سه فاز عبارت است از:

درصد افت ولتاژ در جریان متناوت سه فاز

  1. برآورد تابلوی اصلی: تابلوی اصلی در هر مجموعه، تابلویی است که بین ورودی اصلی شبکه توزیع و مصارف فرعی داخلی قرار می‌گیرد. توان مصرفی این تابلو برابر با مجموع کلیه توان‌های فرعی می‌باشد. پس از بدست آوردن توان مصرفی می‌توان جریان مورد نیاز برای مجموعه و فیوز اصلی را محاسبه کرد. باید توجه داشت که با توجه به تعداد تابلوهای فرعی، ضریب همزمانی را نیز باید در نظر گرفت. ضریب همزمانی با توجه به تعداد تابلوهای فرعی برای تابلوی اصلی از جدول 2 بدست می‌آید.

جدول ضریب همزمانی برق

در جدول بالا، n تعداد تابلوهای فرعی می‌باشد.

  1. طریقه ایجاد جدول محاسبات: پس از آنکه کلیه محاسبات از قبیل خط بندی تابلوهای فرعی، فیوزهای فرعیِ تابلوهای فرعی، فیوزهای اصلیِ تابلوهای فرعی، توان تابلوی اصلی، جریان تابلوی اصلی و فیوز اصلی بدست آمد، تمامی این اطلاعات باید در دفتری به عنوان دفتر محاسبات ثبت شود.

 

نویسندگان: حسین مهربانی، مدرس دانشگاه آزاد اسلامی واحد دماوند
سعید افشار، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان








49 سوال مطرح شده شما هم سوالی دارید؟

  • سلام برق ساختمان ما ۳ فاز میباشد و از این برق برای روشن کردن موتور اسانسور استفاده میشود
    ساختمان هم ۶ واحد مسکونی دارد که هر دو واحد روی یک فاز تقسیم بار شده اند
    حال چگونه میتوانم امپر برکر کلید اتوماتیک اصلی را محاسبه و خریداری کنم؟
    ایا بنظر شما یک کلید کمپکت برکر صد امپر کافی میباشد یا باید امپر بالاتر خریداری کنم باتشکر
    رضا خوزستان

برای ارسال سوال، نظر، انتقاد، پیشنهاد، از فرم زیر استفاده کنید

فقط به سوالاتی پاسخ داده می شود که مرتبط با موضوع فوق باشد.


تلفن تماس سایت آموزش برق

مجوز فعالیت سایت آموزش برق


logo-enamad logo-samandehi

سایت های همکار


سایت کالنجی

محصولات آموزش برق و سیستم های حفاظتی